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Novel polysulfone ultrafiltration membranes incorporating polydopamine functionalized graphene oxide with enhanced flux and fouling resistance
Journal of Membrane Science ( IF 9.5 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1016/j.memsci.2020.118900 Abedalkader Alkhouzaam , Hazim Qiblawey
Journal of Membrane Science ( IF 9.5 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1016/j.memsci.2020.118900 Abedalkader Alkhouzaam , Hazim Qiblawey
Abstract Novel PSF composite UF membranes incorporating low loadings of polydopamine-functionalized graphene oxide particles (rGO-PDA) were fabricated and investigated. The functionalization was confirmed using FTIR-UATR, Raman spectra, XPS, and SEM. Pristine PSF, PSF/GO, and PSF/rGO-PDA MMMs were then prepared using the phase inversion technique and analysed using FTIR, SEM, AFM, and contact angle (CA). The cross-section SEM images showed better distribution of rGO-PDA particles in the pores and polymer wall whereas the pristine GO particles aggregate and partially block the pores. Thus, the pure water flux increased with the addition of rGO-PDA without affecting the rejection properties, while the flux decreased with the embedding of pristine GO particles. The highest pure water permeability (PWP) was obtained with PSF/rGO-PDA-0.1 to be approximately twice that of the pristine PSF and PSF/GO-0.1. All membranes exhibited complete rejection of BSA and HA, and showed almost similar performance against different dyes. The FRRs of the pristine PSF after three fouling cycles (FRR3) against BSA and HA were recorded to be 57.8% and 70.7% respectively. FRR3 was enhanced by around 30% with PSF/rGO-PDA composites. The MMMs prepared in this work are expected to have great potential on ultrafiltration and similar studies on other membrane processes.
中文翻译:
新型聚砜超滤膜结合聚多巴胺功能化氧化石墨烯,具有增强的通量和抗污染性
摘要 制备并研究了含有低负载量的聚多巴胺官能化氧化石墨烯颗粒 (rGO-PDA) 的新型 PSF 复合超滤膜。使用 FTIR-UATR、拉曼光谱、XPS 和 SEM 确认了功能化。然后使用转相技术制备原始 PSF、PSF/GO 和 PSF/rGO-PDA MMM,并使用 FTIR、SEM、AFM 和接触角 (CA) 进行分析。横截面 SEM 图像显示 rGO-PDA 颗粒在孔隙和聚合物壁中的分布更好,而原始 GO 颗粒聚集并部分堵塞孔隙。因此,纯水通量随着 rGO-PDA 的加入而增加,而不会影响截留特性,而通量随着原始 GO 颗粒的嵌入而减少。使用 PSF/rGO-PDA-0 获得最高的纯水渗透率 (PWP)。1 大约是原始 PSF 和 PSF/GO-0.1 的两倍。所有膜都表现出对 BSA 和 HA 的完全排斥,并且对不同染料表现出几乎相似的性能。原始 PSF 在三个污染循环 (FRR3) 后对 BSA 和 HA 的 FRR 分别记录为 57.8% 和 70.7%。使用 PSF/rGO-PDA 复合材料,FRR3 提高了约 30%。预计这项工作中制备的 MMM 在超滤和其他膜工艺的类似研究方面具有巨大潜力。使用 PSF/rGO-PDA 复合材料,FRR3 提高了约 30%。预计这项工作中制备的 MMM 在超滤和其他膜工艺的类似研究方面具有巨大潜力。使用 PSF/rGO-PDA 复合材料,FRR3 提高了约 30%。预计这项工作中制备的 MMM 在超滤和其他膜工艺的类似研究方面具有巨大潜力。
更新日期:2021-02-01
中文翻译:
新型聚砜超滤膜结合聚多巴胺功能化氧化石墨烯,具有增强的通量和抗污染性
摘要 制备并研究了含有低负载量的聚多巴胺官能化氧化石墨烯颗粒 (rGO-PDA) 的新型 PSF 复合超滤膜。使用 FTIR-UATR、拉曼光谱、XPS 和 SEM 确认了功能化。然后使用转相技术制备原始 PSF、PSF/GO 和 PSF/rGO-PDA MMM,并使用 FTIR、SEM、AFM 和接触角 (CA) 进行分析。横截面 SEM 图像显示 rGO-PDA 颗粒在孔隙和聚合物壁中的分布更好,而原始 GO 颗粒聚集并部分堵塞孔隙。因此,纯水通量随着 rGO-PDA 的加入而增加,而不会影响截留特性,而通量随着原始 GO 颗粒的嵌入而减少。使用 PSF/rGO-PDA-0 获得最高的纯水渗透率 (PWP)。1 大约是原始 PSF 和 PSF/GO-0.1 的两倍。所有膜都表现出对 BSA 和 HA 的完全排斥,并且对不同染料表现出几乎相似的性能。原始 PSF 在三个污染循环 (FRR3) 后对 BSA 和 HA 的 FRR 分别记录为 57.8% 和 70.7%。使用 PSF/rGO-PDA 复合材料,FRR3 提高了约 30%。预计这项工作中制备的 MMM 在超滤和其他膜工艺的类似研究方面具有巨大潜力。使用 PSF/rGO-PDA 复合材料,FRR3 提高了约 30%。预计这项工作中制备的 MMM 在超滤和其他膜工艺的类似研究方面具有巨大潜力。使用 PSF/rGO-PDA 复合材料,FRR3 提高了约 30%。预计这项工作中制备的 MMM 在超滤和其他膜工艺的类似研究方面具有巨大潜力。